Vorlesung 1 Flashcards
Einführung Historie Branchen (23 cards)
Unterteilung
Technische Keramik -[
-Traditionelle Technische Keramik
- Hochleistungskeramik -[
- –Funktionskeramik
- –Strukturkeramik
Definition Keramik
nach DIN
- anorganisch
- nichtmetallisch
- schwer wasserlöslich (≠Salze)
- ≥ 30% kristallin (≠ Glas)
-bei Raumtemperatur aus Rohmasse geformt und
erhalt der Werkstoffeigenschaften durch Temperaturbehandlung über 800°C
(≠Beton,Kalk,Gips)
-erster synthetischer Werkstoff
Bindungsarten
- ionische Bindungen
- kovalente Bindungen
-metallische Bindungen (<5% Ausnahmen!!)
Eigenschaften von Keramik
- hohe Bindungsenergie
- hohe Schmelzpunkte
- hohe chemische Beständigkeit
- hohe Steifigkeit (hoher Elastizitätsmodul)
- hohe Härte
- -> sprödes Material, nicht reversibel
-Wärmeleitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit –> weites Spektrum
Traditionelle Technische Keramik
= Silicatkeramik
Silicatkeramik - Rohstoffe
und Bsp.
natürliche Rohstoffe:
Minerale - hauptsächlich Silicate
–>wenig mechanisch aufbereitet
–>natürliche Verunreinigunge
Bsp.
- Quarz
- Feldspäte (Na,K) –> senken nötige Temperatur
- Kaolinit —–I
- Montmorillonit —–I–> Bindemittel (Quellen, plastisch)
Klassische Porzellanzusammensetzung
Silicatkeramik
Kaolin 50% (25-65%)
Feldspat 25% (20-40%)
Quarz 25% (10-40%)
+Wasser
Die Eigenschaften werden durch was bestimmt?
Silicatkeramik
- Art der Schichtsilicate
- Korngröße
- Mischungsverhältnis
Welche Eigenschaften werden durch -Art der Schichtsilicate -Korngröße -Mischungsverhältnis bestimmt?
(Silicatkeramik)
- Verarbeitbarkeit
- Farbe des Produkts
- Festigkeit
- Preis
keramischer Prozess
Silicatkeramik
Aufbereitung und Formgebung bei Raumtemperatur
Verfestigung (Konsolidierung) im Brand/Sintern unterhalb Schmelztemperaturen
–> chemische Reaktionen und strukturelle Änderung
Schleifen, Polieren bei Raumtemperatur
Grobkeramik
Silicatkeramik
sichtbare Gefügebestandteile
Bsp.
- Baustoffe (Ziegel/Dachziegel)
- Abwasserrohre (Steinzeug)
- Fliesen (Steinzeug…)
Feinkeramik
Silicatkeramik
ohne sichtbare Gefügebestandteile
Bsp.
- Geschirr (Porzellan, Steingut…)
- Sanitär (Porzellan, Steingut)
- Isolatoren (Porzellan)
- Chemokeramik (Porzellan, Steinzeug)
- Zierkeramik (Terrakotta, Porzellan…)
Silicatkeramik - Markt
Preis Produktionszahl Energiekosten Personalkosten Qualität
- billige Rohstoffe 1000 kg = 10-20 €
- große Stückzahlen >50 Mio Dachziegel/Jahr/Werk
- hohe Energiekosten Trocknung/Sinterbrand
- hohe Personalkosten
- schwankende Qualität
Ausnahme:Geschirr,Kust,z.T.Sanitär
-kleine Stückzahlen, teurer, konst.Qualität
Industrielle Revolution
- Automatisierung - Industrieofenbau
- Feuerfeste Werkstoffe
- Elektrokeramik: Porzellan
- Chemokeramik (Krrosionsbeständig)
- Abwasserwirtschaft
- Textiltechnik (Fadenführer)
- -> bis zu Hochleistungskeramik
Feuerfeste Werkstoffe
Was und Wo
Feuerbeton Glaserzeugung Energietechnik (Verkokung) Müllverbrennung Industrieofenbau Chemokeramik (Korrosionsbeständig) Abwasserwirtschaft Textiltechnik
Pulvermatallurgie + Chemie =
je feiner, desto
=Hochleistungskeramik
desto bessere mechanische Eigenschaften
Kugelgranulat viel dichter packbar
Hochleistungskeramik
- Rohstoffe
- Bsp.
definierte Chemikalien
-> synthetische Rohstoffe
verfeinerte gereinigte natürliche Rohstoffe
Bsp.
Aluminiumoxid
Zirkoniumoxid
Pulver
Hochleistungskeramik
definierte Korngröße und Kornform
innige Vermischung zu großer Homogenität
Formgebung
- Spritzguss
- Formgebungsverfahren aus Kunststofftechnik
- Folienguss
Verdichtung
Sintern unter Druck
Schutzglas (z.B. Argon, Stickstoff, Vakuum)
Erzeugnisse
speziell für Anforderungen entwickelt und optimiert
Bsp.
- Sensoren, Widerstände
- Bremsscheiben, Gleitringe
- Hüftgelenkprotesen
- Zahnkrone
Hochleistungskeramik
Unterteilung nach Zusammensetzung
Oxidkeramik
z.B. Aluminiumoxid, Zirkonoxid
Nitridkeramik
z.B. Aluminiumnitrid, Siliciumnitrid
Carbide
z.B. Borcarbid, Siliciumcarbid
Boride
z.B. Titandiborid, Zirconiumdiborid
Silicide
z.B. Titandisilicid, Molybdändisilicid
KG- Kosten?
Je feinkörniger, desto teurer
günstig - Ziegel - grob
teuer - Hochleistungskeramik - fein
